equipos fermentadores o biorreactores falta las pautass

8/18/2019 Equipos Fermentadores o Biorreactores Falta Las Pautass

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Facultad de Ciencias de la Salud

Escuela de Farmacia y Bioquímica

CURSO: Tecnología farmacéutica IICICLO: IX

DOCENTE: Q.F. Pomatanta Plasencia Edwin

INTEGRANTES: Alayo Linares, MarinaAlcantara Diaz, JhinaCrus Chahuarez, MiriamLeon Soco, JesusSalas Vega, KarlaSolano Cruzad,o MaríaTorres Rebaza, Viviana

TRUJILLO –

PERÚ2013


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EQUIPOS FERMENTADORES OBIORREACTORES


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Identificar y describir lascaracteristicas de los distintos

Equipos Fermentadores oBiorreactores cononciendo elmanejo y costo de ellos.


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FERMENTACIÓN

Es un proceso de oxidación incompleto, siendo el producto final uncompuesto orgánico. Estos productos finales son los que caracterizanlos diversos tipos de fermentaciones.

FERMENTACIÓN EN BIOTECNOLOGÍA Proceso realizado en un fermentador o biorreactor, mediante el cual

determinados sustratos que componen el medio de cultivo sontransformados por acción microbiana en metabolitos y biomasa

Microorganismo Aumenta concentración.

Medio Se va modificando

Resultado:

Formación de nuevos productos como consecuencia del metabolismo.


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BIORREACTORES.

Un birreactor es un recipiente en el que se lleva a cabo un

proceso químico que involucra organismos o sustanciasbioquímicamente activas derivadas de dichos organismos.

puede ser aeróbico o anaeróbico. son comúnmentecilíndricos, variando en tamaño desde algunos mililitros hastametros cúbicos .

Son usualmente fabricados en acero inoxidable. buscamantener ciertas condiciones ambientales propicias (pH,

temperatura, concentración de oxígeno, etc.) al organismo osustancia química que se cultiva.(2)


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CARACTERISTICAS DE LOS

BIORREACTORES

Calidad de mezclado; incluyendo tiempo de mezcla ypatrones de flujo que favorezcan tanto la distribuciónde la materia prima en el biorreactor como suconversión a producto

Altas velocidades de transferencia de masa,momento y calor, a bajo costo o con economíaaceptable.

Factibilidad técnica y económica en la construcciónde unidades de gran volumen.

Bajos costos de operación y mantenimiento.

Operación aséptica.(4)


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FUNCIÓN DEL BIORREACTOR

La función principal es de proveer unmedio controlado para alcanzar elcrecimiento optimo y la formación de

productos finales óptimos ocualquiera de ambos, en el sistemacelular particular empleado. (1)


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Las "tareas" que realiza el biorreactorpueden resumirse del siguiente modo:

a) Mantener las células uniformemente distribuidas en todo elvolumen de cultivo a fin de prevenir la sedimentación o la

flotación.

b) Mantener constante y homogénea la temperatura.

c) Minimizar los gradientes de concentración de nutrientes.

d) Suministrar oxígeno a una velocidad tal que satisfaga el consumo.e) El diseño debe ser tal que permita mantener el cultivo puro; una

vez que todo el sistema ha sido esterilizado y posteriormentesembrado con el microorganismo deseado (4).


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Los bioreactores puedenclasificarse también de la

siguiente forma


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OPERACIÓN DE UN BIORREACTOR

1.- Lote o Discontinuo Batch). por lotes otandas, sin alimentación; se coloca dentrodel biorreactor la carga total de cadaproceso (tanda o lote) de cultivo o fermentación y se dejar que se lleve acabo el proceso productivo o la

fermentación por el tiempo que seanecesario; el cuál se denomina tiempo deretención.


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Características Generales

Permite que se lleve a cabo la incubación en condicionesóptimas de fermentación.

A lo largo de toda la fermentación no se añade nada, exceptooxígeno (en forma de aire), un agente antiespumante y ácidos obases para controlar el pH.

La composición del medio de cultivo, la concentración de labiomasa y la concentración de metabolitos cambiageneralmente como resultado del metabolismo de las célulasobservándose las cuatro fases típicas de crecimiento: fase delatencia, fase logarítmica, fase estacionaria y fase de muerte.


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2.- Lote alimentado o Semicontinuo Feed-

Batch). Con alimentación de una línea deentrada o alimentación (F1) para que elsistema de cultivo tenga un producto(biomasa) con máximo de crecimiento(exponencial) y aumente la productividad.

Todos los sustratos se añaden a

de la fermentación. los sustratos se añaden escalon

a medida que progresa la fermen

La formación de muchos msecundarios está sometida a catabólica (efecto glucosa).

CARACTERÍSTICASGENERALES


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3. Continuo o quimiostato. Se alimenta una líneade entrada F1 o alimentación y se drena unalínea de salida F2 o lavado; de manera que los flujos o caudales de ambas líneas sean iguales

y la producción sea continua.

Se establece un sistema abierto No se utilizan de forma genera

debido fundamentalmente al experiencia que se tiene en ecélulas en fermentación discontproducción de biomasa mcontinuo es potencialmente infediscontinuo.

CARACTERÍSTICASGENERALES


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TIPOS DE BIORREACTORES

Es un reactor tipo tanque agitado queesta dotado con diferentes sensoresque permiten realizar un seguimientoen tiempo real de los cambios del

fluido debido a los procesosmetabólicos de los microorganismos

presentes, además de permitir elcontrol en la formación del biofilm conel uso de cupones que se introducenal reactor y luego son analizados contécnicas complementarias como lamicroscopia de fluorescencia o lamicroscopia electrónica (2)

Biorreactores de tanque agitado de paletas ycon inyección de aire o paletas:


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Tipo flujo (ideal): flujo en mezcla perfecta

Relación altura/diámetro: es < 2

Versátiles: permite cambios, uso multipropósito

Los mas empleados

Es más flexible en las condiciones de operación

Es más fácil de conseguir comercialmente

Provee una eficiente transferencia de gases a las células y es el tipo con el que se tienemás experiencia.

Agitados mecánicamente (tipo de agitadores): consumo relativamente elevado depotencia

Otros elementos: bafies deflectores, rompe espumas

Aireados (células aerobias): distribuidores de aire

Transferencia de calor: serpentines, camisas

Tipo de operación: discontinua, semicontinua, continua

Distribución homogénea del catalizador : Agitación

Agitación mecánica Reactor tipo TANQUE AGITADO

CARACTERÍSTICAS GENERALES


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APLICACIONES O USOS:

Es muy empleado, en todas las escalas deproducción, en laboratorios de investigación o en laindustria de fermentación, pueden utilizarse incluso

para la fermentación de reologia compleja y enprocesos en los que se exigen altas velocidades detransferencia de masa y de calor. (1)

COSTOS.A pesar de su versatilidad, sus costosde construcción, operación ymantenimiento son muy onerosos.(1)


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BIORREACTOR DEL TIPO «air Lift»

Son similares a los reactores de

columna de burbujas, pero sediferencian por el hecho de quecontienen un tubo de aspiración. Eltubo de aspiración es siempre un tubointerior o un tubo externo. Lacirculación externa si el liquido esinducido a circular por un brazo

lateral conectado al cuerpo principaldel bioreactor en su parte inferior ysuperior, mientras que es interna si elliquido circula en forma definida sinsalir del cuerpo principal del reactor.(4)


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Características Generales

Fase solida (microorganismo) «disuelta» en fase liquida

Células susceptible de daño celular (cel. Superiores)

Características de diseño - Distribuidores o inyectores de gas -Elementos mecánicos internos (externos)…movimiento delliquido

Control por velocidad de transporte de oxigeno.…Sistemabifásicos (control película liquida)

Diseño: f (flujo en el recipiente) f ( mezcla axial )…. Modelo detres zonas

Procesos : cultivo de células superiores (animales y vegetales),tejidos u órganos de células vegetales, tratamiento de aguas

Dos zonas (ascendente y descendente) - Diferente densidad:separación gas zona superior - Movimiento liquido ascendente ydescendente separados físicamente - Gas es introducido en zonaascendente (5)


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Aplicaciones o usos:

En Procesos : Cultivo de célulassuperiores (animales y vegetales),tejidos u órganos de célulasvegetales, tratamiento de aguas

Los de circulación externa solo sehan empleado a nivelexperimental, mientras que los de

circulación interna se han llegadoa utilizar a nivel industrial,generalmente en el tratamientode aguas residuales (6)

Costo : Alto Costo


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BIORREACTORES EN COLUMNA

Este tipo de bioreactorescarecen de sistema detransición mecánica paramezclar el caldo de cultivo. Elmezclado se realiza porinyección de aire en el liquidodesde el fondo del recipiente,

al dispersar el aire enburbujas y al ascender causanla turbulencia del liquido. (3)


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Características Generales.

Tipo flujo (ideal): flujo en mezcla perfecta

Relación altura /diámetro: es>3 reactores tubulares(COLUMNAS de BURBUJEO)

Agitados neumáticamente (gas a presión)

Aireados: distribuidores de aire Transferencia de calor: serpentines, cambiador

externo

Tipo de operación: discontinua, continua

Accesorios: recirculación aéreo- elevado (AIR-LIFT)

Células susceptibles daño (3)

Agitación NeumáticaReactor tipo COLUMNA


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Columna de Curbujeo

Flujo Homogéneo Flujo Heterogéneo

Régimen de flujo


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COLUMNA DE BURBUJEO

Fase solida (microorganismo) «disuelta» en fase liquida Células susceptible de daño celular

Microorganismos floculantes (Lecho fluidizado trifásico)

Procesos: producción de cerveza, vinagre. Levadura de pan, SCP, aguas residuales

Características de diseño - Distribuidores de gas parte

inferior de recipiente - Parte superior con mayor diámetro(arrastre)

Control por velocidad de transporte de oxigeno.…Sistemabifásicos (control película liquida)

Diseño: f (flujo en el recipiente) f ( mezcla axial )…. Modelode dos zonas (3)

CARACTERÍSTICAS GENERALES


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APLICACIONES Y USOS:

Generalmente se emplean par fermentación de baja viscosidad

COSTOS:

Al carecer de partes móviles tanto la construcción, operación ymantenimiento de este tipo de bioreactores son mas económicos quecualquier otro tipo. Quizá el mayor gasto de operación sea el de c0mpresorde aire, en razón de los altos flujos requeridos


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TIPOS DE BIORREACTORES


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equipos fermentadores o biorreactores falta las pautass

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